HXD2系列机车整车布线研究

孙凤霞

（中国北车集团大同电力机车有限责任公司产品开发部，山西大同037038）

摘要：基于机车整车布线设计原则，从布线结构、关键技术、先进工艺及维修4个方面对HXD2系列机车整车布线进行研究、分析、总结，以指导后续机车布线设计，提升国内布线设计理念。

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关键词 ：整车布线；模块化；预布线；电磁兼容；维修

0引言

电力机车布线是指机车各个电气设备之间按电路要求用

电缆连接起来所形成的完整系统，能使各个电气设备按逻辑控

制，保证机车按指令工作。整车布线作为机车实现功能的传输载体，在机车设计、生产中均占据着举足轻重的地位，整车布线设计的合理与否直接影响着机车安全性、可靠性，影响着机车的质量。现场机车布线是一个繁琐而又耗时的工作，机车整车线缆有成千上万根，稍有不慎就会出现漏布或布错的可能。

随着大功率交流传动电力机车的广泛应用，激烈竞争的市场对产品的质量保证能力和交付能力要求越来越苛刻，这就使得对线缆加工和敷设技术的要求也越来越高，因此研究电力机车整车布线具有十分重要的意义，其有利于提高工作效率，生产出高品质的机车，而这正是机车制造行业不懈追求的目标。

1HXD2系列机车整车布线结构特点

HXD2系列机车结构设计采用国际上先进的以功能体系为基础的模块化设计方法，设备布置采用中间走廊、两侧设备斜对称的布置方式。整车布线设计根据机车设备布置及功能进行模块划分，沿布线路径通过布线接口处的对接来实现通讯，遵循从顶向下、模块化设计原则，先布线设计，规定其主、辅、控各线缆的布线路径，再按功能分隔，设计出各个布线模块的布线接口。布线路径如图1所示。

HXD2系列机车整车布线按模块划分主要包括：中央布线、高处布线、司机室布线、车下布线、车体—转向架电气连接、顶盖布线、导流罩布线及司机室顶棚布线。

中央布线是对主电路与辅助电路相关电

缆布线，主要是指高压电缆布线，电缆沿着中央线槽到各

电器屏柜的下面或各设备接线处，通过接线端子排与各个柜体实现通讯；高处布线主要体现控制电路相关电缆，电缆沿高处布线线槽到各电器屏柜上部及顶盖等各个布线模块，通过连接器与柜体及布线模块对接，实现各个柜体及布线模块之间通讯；车体—转向架电气连接部分主要体现牵引电机、回流、

接地及速度温度传感器相关电缆；司机室布线、车下布线及其他布线主

要是对安装于司机室、车下等位置的电气设备进行布线连接，电缆沿焊接的扎线板到达指定的布线位置，通过连接器与高处布线电缆对接，尽可能实现模块化安装及模块化预布线。

2HXD2系列机车整车布线的关键技术

2.1预布线技术

机车预布线技术是机车整体设计理念和先进工业化施工工艺设计技术相结合的一种技术，根据设备的安装位置将布线电路结构化、模块化，实现机车预布线，从产品设计到工艺、工

装等各个环节环环相扣，全面考虑。HXD2系列机车整车布线通过连接器对插或接线端子排连接的形式与柜体及各个布线模块之间通讯，最大化地实现了机车预布线。

2.1.1高处预布线

将高处布线线槽根据预布线图纸摆放在布线工装上，用连接板把各线槽连接起来，通过紧固件对线槽定位，根据布线工装标出的柜体及设备的位置，布线图纸文件实现车下预布线、

屏蔽处理、连接器制作等操作。高处预布线示意图如图2所示。

2.1.2中央预布线

中央线槽及端部线槽按中央预布线图纸要求摆放在中央预布线工装上，线槽上有定位孔，与工装上的定位销相匹配，将中央预布线线槽放置在正确的位置，并用铆钉将中央线槽两两铆接，根据中央预布线图纸、文件实现车下预布线、接线端子压接及连接器制作等操作。

中央预布线图纸同高处预布线类似，亦是采用CATIA三维软件制图，对各个线槽、电气设备及相关布线附件准确定位，便于车间施工。

2.2电磁兼容技术

2.2.1电力机车电磁兼容设计的基本原则

（1）电缆分离：不同类别的电缆应尽可能分离布置。

（2）回流导体：电路中的馈电电缆和回流电缆应尽可能靠在一起布置，尤其是在电源电缆发射干扰和敏感信号的情况下。

（3）导电结构的使用：电缆的安装应尽可能靠近车辆的导电结构（金属车身板、金属电缆导管、金属套管等通过导电方式与车身连接的部分），最大限度地利用从金属表面反射的反向电场，以消除电缆产生的电场。

（4）屏蔽与接地：信号电缆应进行屏蔽，以提高抗干扰性。屏蔽接地时，应在尽可能大的面积上进行。一般来说，电缆屏蔽网应尽可能频繁地接地，至少应在两端接地。

2.2.2电磁兼容在HXD2系列机车布线中的应用

在HXD2系列机车的实际布线中，严格按照电磁兼容设计原则执行，整个布线设计预布线效果好，功能分隔清晰，接地布局合理，电磁兼容效果非常好。

（1）电缆分离布置：不同电压等级的线缆在线槽中按规定分开布置，隔开一定的距离，需要的地方加金属屏蔽管防护，并可靠接地，如：根据电磁兼容分类将布线分为高处布线及中央布线；高处布线中又将控制线及天线、数据线等分线槽布置；中央布线中有低压控制电缆经过的路径都通过金属屏蔽管或金属屏蔽护套防护，并与地可靠连接以实现电磁兼容。

（2）导电结构的使用：电缆布于布线线槽内，布线线槽通过焊接支架安装于车体处；布线线槽采用铝制线槽，各线槽间用编织线互连，就近多点接地，并涂电接触油脂。

（3）屏蔽接地及数据总线：控制线路同一线束的几个屏蔽线通过桥接方式连接，再接到插头、插座的相同点位，使屏蔽连续，并在过渡端子排或途经位置将其屏蔽层通过接地端子接到大面积的安装板上，插座外壳就近通过安装处的接地座接地。

数据总线尽量不打断，不可避免时，采用专用网络连接器过渡连接，屏蔽层通过连接器的尾夹进行大面积接地，连接设备端通过就近接地座接地。

3先进工艺方法的应用

在HXD2系列机车整车布线装配中，应用到许多创新、先进的工艺方法。如：制作机车预布线工装，工装由线槽支架和支撑桌子组成，不同车型可以通过调整相应桌子的位置、更换

部分桌子/桌面支架/接线板或调整相应的桌面支架、接线板位置等来满足预布线需求；制作主变压器到主变流柜电缆压接端子工装，以调整电缆两端接线端子方向，实现车下预布线及压接端子；制作内重联61芯连接器紧固线缆用工装，以保证连接器尾部与线缆密封良好。

先进工艺方法的应用，满足了布线设计初衷，方便了工人操作，更有效地促进了生产效率的提高。

4以维修为导向的设计

HXD2系列机车整车布线的集中化、模块化，便于检修维护操作。高压线缆通过端子排与各柜体之间进行布线对接，线缆基本集中在机车中间走廊的下方；控制电缆分布于机车两侧及前端高处线槽中，各个布线模块之间及各个布线模块与柜体之间的布线接口采用连接器；从车下到高处布线及各柜体之间连通需要打断分线的电缆都集中在中央端子排、转向架端子排；机车之间互通的线束集中在重联端子排。操作人员通过上述集中布线位置，可进行快捷方便的操作，判断故障点。

5结语

HXD2系列机车已大量交付于用户，在各个机务段担任着重载运输牵引任务，从机务段运用反馈的信息来看，整车布线牢靠，能够保证各个电气设备按逻辑控制，实现其控制指令。

HXD2系列机车整车布线体现了合理的结构、先进的技术及工艺方法。通过对HXD2系列机车布线进一步研究学习，可以在后续机车布线上借鉴这些设计优点，提升国内机车布线的设计理念，总结出更合理、更科学的布线方法。

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参考文献］

［1］BSEN50343－2014铁路设备铁路车辆电缆线路安装规则［S］.

［2］张曙光.HXD2型电力机车［M］.北京：中国铁道出版社，2009.

［3］张厚.电磁兼容原理［M］.西安：西北工业大学出版社，2009.

收稿日期：2015?06?30

作者简介：孙凤霞（1983—），女，河北行唐人，工程师，研究方向：机车电气布线设计。